Ⅰ 추진 배경

도로에서 발생하는 다양한 위험 요소로 인해 사건·사고가 증가하고 있다. 포트홀, 낙하물, 불법 현수막 등은 운전자와 보행자에게 큰 위협이 될 수 있으며, 이에 대한 적절한 관리와 대응이 필요하다. 또한, 도로의 노후화 문제도 심각하게 대두되고 있다. 2030년까지 전국 도로관리 비용은 6.1조 원에 이를 것으로 예상되며, 도로의 노후화율은 46%에 달할 것으로 전망된다. 이에 따라 유지·보수 비용이 증가할 것으로 보이며, 증가하는 관리 비용에 비해 인력 부족 문제가 더해져 도로 유지·관리에 대한 부담도 커지고 있다.

현재 도로 점검 방식은 주로 육안 검사로 이루어진다. 즉 현장에서 직접 조사하고 기록하는 수동적인 방식이 주를 이루며, 따라서 이는 시간과 비용이 많이 소요되는 비효율적인 방법이라 할 수 있다. 물론 제보·민원 접수나 CCTV 활용 등 보완책이 있기는 하지만, 이러한 방법 역시 근본적으로 수동적인 단계에 머물러 있는 실정이다. 결국 도로 상태를 신속하고 정확하게 파악하는 데 한계가 있으며, 이에 효과적인 유지·보수를 위해 보다 체계적이고 자동화된 점검 방식이 필연적으로 요구된다.

Ⅱ 추진 목적

광주광역시 남구는 도시 경쟁력 향상을 위해 도로 관련 행정업무의 효율성을 높이고자 했다. 이를 위해 교통사고의 원인이 될 수 있는 도로 위험물에 대한 선제적 대응과 체계적인 관리를 목적으로 안전한 도로 환경과 쾌적한 교통 시스템을 구축, 주민들의 삶의 질 향상에 기여했다.
또한 4차 산업혁명과 기술 환경 변화에 대응하고 도시 문제를 해결하기 위한 방안으로 정보통신기술을 적극 활용함으로써 스마트 도시화했다. 이에 체계적인 시스템 마련으로 도로관리 데이터를 축적하고 활용함으로써 고부가가치 산업을 확장하고 유지관리 비용을 절감하는 효과를 기대하고 있다.

Ⅲ 추진 방법

광주광역시는 이번 사업의 대상을 남구 내 30개 법정동(17개 행정동)의 주요 도로로 설정했다. 이에 광주광역시 남구에서 도입한 시스템의 장치 구성, 기능, 작동 원리 등을 면밀히 분석하고, 이를 바탕으로 효과적인 운영 결과를 도출해 전국적으로 확산할 수 있는 방안을 제안하고자 했다.

Ⅳ 지역의 현안 분석

환경 분석
광주광역시 남구는 지리적 특성상 국도 1호선이 길게 관통하는 지역이다. 호남고속도로에서 전남 남서부권(나주, 화순, 영암, 목포, 해남 등)으로 연결되는 주요 교통 관문으로서 기능한다. 따라서 차량 통행량이 많은 데다, 특히 강설로 인한 잦은 제설작업과 대형 공사의 동시다발적인 진행으로 인해 과적 차량의 통행이 빈번할 수밖에 없다.
2021년 10월 시민과 공공기관 관계자 약 850명을 대상으로 한 설문조사¹⁾에 따르면, 구의 주요 문제점으로 교통 분야(43.9%)가 1위, 도로시설물 안전관리 미흡(17.4%)이 2위로 지적됐다. 도로교통공단 교통사고분석시스템 통계 역시 남구를 도로 10km당 교통사고 사망자 수 전국 71위(2019년), 전국 202위(2020년)로 명시하고 있다. 게다가 2021년 기준 광주 지역의 포트홀 발생 건수는 24,902건으로, 전년(16,941건) 대비 47% 증가했으며, 관련 사고 피해 건수는 1,315건으로 전년(287건) 대비 458% 급증하는 등 도로 안전 문제가 심각한 수준인 것으로 나타났다. 1) 광주광역시 남구 스마트도시 계획수립 연구용역

적합성 및 실효성 분석
도로교통공단 통계에 따르면 2020년 기준 도로교통 사고 비용은 26조 원으로 추산되며, 도로상의 문제로 발생한 보험행정 비용은 연간 1.2조 원으로 증가하는 추세다. 이는 도로 유지·보수와 안전 관리의 중요성을 시사하는 동시에 효율적인 대응 시스템의 필요성을 대변한다. 특히 광주광역시 남구의 포트홀 발생 건수와 도로 관련 민원 건수는 지속적으로 증가하고 있지만, 이를 관리할 인력 증원에는 한계가 있다. 결국 체계적인 도로 관리 시스템을 도입하여 효율성을 높이고, 도로 안전성을 강화할 필요가 있다.

Ⅴ 추진 내용

서비스 구축 개요

● AI 도로 분석 장치 설치
광주광역시 남구의 도로 안전 강화를 위해 운수회사 및 청소 차량 운영회사와 협력하여 AI 기반 도로 분석 장치를 설치했다. 이를 위해 실시간 도로 위험정보 시스템 구축과 관련한 사전 조사를 진행했으며, 스마트시티 혁신 기술 발굴 사업과 연계한 실증 지원 업무협약을 체결했다.

● 인공지능 서비스 플랫폼 구축
도로 위험 요소를 신속하게 분석하고 대응할 수 있도록 AI 기반 서비스 플랫폼을 구축, 실시간 데이터 수집 및 분석 체계를 마련했다.

● 실시간 도로 위험정보 서비스 시스템 구축
도로상의 위험 요소를 실시간으로 탐지하고 대응할 수 있도록 실시간 도로 위험정보 서비스 시스템을 구축, 안전한 도로 환경을 조성했다.

● 고정밀 위치 측위 기지국 설치
정확한 도로 위험물 탐지를 위해 고정밀 GNSS(Global Navigation Satellite System) 위치 측위 기지국을 설치했다. 이를 통해 측위 오차를 보정하고, 주기적인 보정 정보를 생성하여 AI 도로 분석 장치로 전달하는 시스템을 운영하고자 했다.

● 위험물 크기 측정 알고리즘 구축
도로 주행 중 발견되는 다양한 도로 위험물 및 시설물 중 긴급 조치가 필요한 위험물을 식별하기 위한 알고리즘을 개발했다. 긴급 위험물의 기준을 차량 및 인명에 심각한 위해를 가할 수 있는 포트홀과 낙하물로 한정하여, 이들에 대한 정확한 크기 측정 알고리즘을 적용함으로써 신속한 대응이 가능하도록 했다.

● 중복 탐지 방지 알고리즘 구축
도로 위험물 탐지의 정확성을 높이기 위해 중복탐지 방지 알고리즘을 구축했다. 이로써 통해 단말기에서 탐지된 위험물 데이터와 기존 저장된 데이터의 일치 여부를 확인하고, 중복된 정보가 아닌지 최종 판단하여 데이터의 중복 노출을 방지하고자 했다.

● 학습용 데이터셋 구축 및 학습·비식별화 기능 추가
AI 탐지 성능향상을 위해 정탐율(정확한 탐지율)과 오탐율(잘못된 탐지율)을 개선함으로써 탐지 가능한 객체의 범위를 확대했다. 이를 위해 도로 주행 영상 수집을 통해 데이터를 추출 및 가공했으며 AI 모델 학습 및 최적화했다. 아울러 도로 위험정보 수집 과정에서 탐지되는 개인정보를 보호하기 위해 블러 처리로 비식별화를 적용함으로써 안전한 데이터 활용 환경을 구축했다.

서비스 개요

본 서비스는 AI 모델이 탑재된 차량용 단말기를 활용하여 실시간 주행 영상을 분석하고, 도로 위험정보를 자동 탐지 및 전파하는 기술을 기반으로 운영된다. 이를 통해 도로 관리 기관이 위험 요소를 신속하게 인지하고, 즉각적인 대응으로 도로 위험물을 제거하여 보다 안전하고 쾌적한 교통환경을 조성할 수 있다. 이 서비스는 실시간 탐지·수집, 분석·가공, 시각화 및 서비스 제공이라는 3가지 핵심 요소 기술로 구성된다.

● AI 도로 분석 장치
차량 내부에 설치할 수 있는 블랙박스형 IoT 단말기로 제작된 이 장치는 인공지능 기술을 활용하여 실시간 주행 영상을 분석하고, 도로 위험 정보를 자동으로 수집한다. 수집된 정보는 LTE 통신망을 통해 AI 플랫폼으로 전송되어 신속한 대응을 가능하게 한다.

● 인공지능 서비스 플랫폼
AI 도로 분석 장치에서 수집한 도로 위험물 정보를 분석하여 포트홀, 도로 균열, 낙하물 등의 위험 요소를 자동으로 탐지하고 가공하여 도로 위험 정보 데이터 서비스를 제공한다. 또한, 지속적인 AI 모델 학습을 통해 탐지 성능을 향상시키고 정확도를 높이는 기능을 수행한다.

● 도로 위험 모니터링 시스템
AI 딥러닝 분석 서버에서 처리된 데이터는 관제 터미널을 통해 실시간으로 제공된다. 이를 통해 포트홀, 낙하물 등 주요 도로 위험 요소를 시각적으로 확인할 수 있으며, 신속한 대응이 가능하다. 도로관리 기관은 실시간으로 위험정보를 모니터링하고 효율적으로 대응할 수 있는 관제 서비스를 제공받게 되며, 이러한 AI 기반 도로관리 시스템은 결과적으로 도로 안전성을 극대화하고, 유지·보수 비용을 절감하며, 체계적인 도로 관리가 가능하도록 지원할 것으로 기대된다.

Ⅵ 기대효과

정량적 효과

2020년 광주광역시 남구에서 발생한 교통사고는 863건이며, 도로 교통사고 비용은 약 1,070억 원으로 집계됐다. 이로써, 성과 목표를 달성해 교통사고가 5% 감소하면 연간 약 53억 원의 사고 비용을 절감할 수 있을 것으로 기대된다. 또한 3년 성과 목표 달성 시 약 152억 원을 절감할 수 있다.
2020년 광주광역시 전체 교통사고 발생 건수는 7,718건, 도로 교통사고 비용은 약 9,570억 원으로 추산된다. 결국 해당 시스템을 광주광역시 전체로 확대할 경우 교통사고 5% 감소 시 연간 약 478억 원의 사고 비용 절감할 수 있을 것으로 기대된다.

정성적 효과

● AI 및 ICT 기술을 활용한 공공행정 효율성 강화
도로 유지보수 효율성 증대에 따른 예산 절감이 가능하며, 빅데이터를 활용한 유지보수 이력 관리 및 정비 기반을 마련할 수 있다. 더 나아가 도로 위험정보를 빅데이터화, 통계 및 분석을 통해 스마트 도로관리 체계를 구축할 수도 있다.

● 시민 삶의 질 개선
실시간 도로 위험 정보 서비스 구축을 통해 대형 포트홀과 낙하물 등 시민들의 교통안전을 위협하는 요소를 조기에 탐지하고, 알림 서비스를 기반으로 담당 부서가 신속히 대응하도록 지원할 수 있다. 이를 통해 안전하고 쾌적한 도로 환경을 구축하며, 사회적 비용 절감과 시민들의 삶의 질 개선할 수 있다.

● 실시간 도로 위험 정보 서비스 확산
본 사업은 광주광역시 남구뿐만 아니라 광주광역시 전역으로 확대 적용될 수 있으며, 결과적으로 광주광역시 시민들에게 안전한 도로교통 환경을 제공하게 된다. 아울러 국토교통부, 한국교통안전공단, 국가지리정보원 등과 축적된 데이터를 공유할 경우 스마트 도로관리 체계의 확산이 기대된다.

Ⅶ 디지털 플랫폼 정부 정책과의 연계성

스마트도시 3대 전략 및 4대 추진 분야 핵심 지원

● 3대 전략: 구민참여도시, 혁신가능도시, 데이터기반 플랫폼도시
혁신가능도시와 데이터기반 플랫폼도시에 대한 기반 기술 및 서비스를 제공하며, 도로의 안전을 위해 행정과 관리에 혁신 기술을 도입한다. 축적된 데이터는 스마트시티 구축을 위해 활용될 수 있으며, 지속적인 분석을 통해 안전한 도시 기반을 수립할 수 있다.

● 4대 추진 분야: 스마트 교통, 환경, 보건복지, 문화관광
스마트시티 구현을 위한 서비스 분야 중 ‘스마트 교통’을 최우선 과제로 추진한다. 시민들의 삶과 밀접하게 연결된 도로 환경 및 관리에 혁신 기술을 접목함으로써 안전과 편의성을 높이는 한편 스마트시티 서비스를 강화한다.

국토교통부 제2차 도로 관리계획(2021~2025) 주요 정책 지원

● 주요 정책: 유연한 도로, 지능형 도로, 믿음형 도로, 지속 가능한 도로
도로 인프라 상태와 실시간 정보 관리체계를 구축하며, 맞춤형 자율주행 자동차 운행 환경을 조성한다. AI와 IoT 기술을 활용해 도로관리 체계와 재난에 안전한 도로 시스템을 구축, 효율적이고 체계적인 유지관리에 힘쓴다.

● 지능형 교통체계 환경 구축
실시간으로 예방하고 대응 가능한 도로 교통 환경을 구축하며, 맞춤형 교통 서비스를 지원하고 데이터와 AI를 융합한 지능형 교통관리 체계를 마련한다. 또한 스스로 상황을 진단하고 제어하는 디지털 인프라 혁신을 이루고, 언제, 어디서나, 누구에게나 편리한 포용적 모빌리티 서비스를 제공하는 데 주력한다.